एसिड के साथ हैलोजन की परस्पर क्रिया। हलोजन की सामान्य विशेषताएं। हलोजन की शारीरिक क्रिया
तत्वों का रसायन
VIIA-उपसमूह की अधातुएँ
VIIA-उपसमूह के तत्व उच्च के साथ विशिष्ट गैर-धातु हैं
इलेक्ट्रोनगेटिविटी, उनका एक समूह नाम है - "हैलोजन"।
व्याख्यान में संबोधित प्रमुख मुद्दे
VIIA उपसमूह के गैर-धातुओं की सामान्य विशेषताएं। इलेक्ट्रॉनिक संरचना, परमाणुओं की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं। सबसे विशेषता
ऑक्सीकरण फोम। हैलोजन के रसायन विज्ञान की विशेषताएं।
सरल पदार्थ।
प्राकृतिक यौगिक।
हलोजन यौगिक
हाइड्रोहालिक एसिड और उनके लवण। नमक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड
स्लॉट, प्राप्त करना और आवेदन करना।
हलाइड कॉम्प्लेक्स।
हैलोजन के बाइनरी ऑक्सीजन यौगिक। अस्थिरता ठीक-
सरल पदार्थों और सह के रेडॉक्स गुण
एकता। अनुपातहीनता प्रतिक्रियाएँ। लैटिमर आरेख।
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||
VIIA उपसमूह के तत्वों का रसायन
सामान्य विशेषताएँ
मैंगनीज |
||||||||
टेक्नेटियम |
||||||||
VIIA समूह पी-तत्वों से बनता है: फ्लोरीन एफ, क्लोरीन
Cl, ब्रोमीन Br, आयोडीन I और एस्टैटिन At।
वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के लिए सामान्य सूत्र एनएस 2 एनपी 5 है।
समूह VIIA के सभी तत्व विशिष्ट अधातु हैं।
जैसा कि वितरण से देखा जा सकता है |
|||||||
अणु की संयोजन क्षमता |
|||||||
परमाणुओं की कक्षाओं द्वारा |
केवल एक इलेक्ट्रॉन की कमी |
||||||
एक स्थिर आठ-इलेक्ट्रॉन बनाने के लिए
लोचकी, तो उनके पास हैकी ओर प्रबल प्रवृत्ति
एक इलेक्ट्रॉन का जोड़।
सभी तत्व आसानी से साधारण एकल आवेशित होते हैं
नए आयनों जी – .
सरल आयनों के रूप में, समूह VIIA के तत्व प्राकृतिक पानी और प्राकृतिक लवणों के क्रिस्टल में पाए जाते हैं, उदाहरण के लिए, NaCl, सिल्विन KCl, फ्लोराइट हैलाइट
सीएएफ2.
तत्वों के सामान्य समूह का नाम VIIA-
समूह "हैलोजन", अर्थात "लवण को जन्म देना", इस तथ्य के कारण कि धातुओं के साथ उनके अधिकांश यौगिक पूर्व-
एक विशिष्ट नमक (CaF2, NaCl, MgBr2, KI) है, जो
जो प्रत्यक्ष पारस्परिक रूप से प्राप्त किया जा सकता है
हैलोजन के साथ धातु की परस्पर क्रिया। मुक्त हैलोजन प्राकृतिक लवणों से प्राप्त होते हैं, इसलिए "हैलोजन" नाम का अनुवाद "लवण से पैदा हुआ" के रूप में भी किया जाता है।
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||
न्यूनतम ऑक्सीकरण अवस्था (-1) सबसे अधिक स्थिर होती है
सभी हलोजन।
समूह VIIA के तत्वों के परमाणुओं की कुछ विशेषताएँ में दी गई हैं
VIIA समूह के तत्वों के परमाणुओं की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं
रिश्तेदार- |
आत्मीयता |
||||||
नया इलेक्ट्रो- |
|||||||
नकारात्मक- |
आयनीकरण, |
||||||
नेस (के अनुसार |
|||||||
मतदान) |
|||||||
संख्या में वृद्धि |
|||||||
इलेक्ट्रॉनिक परतें; |
|||||||
आकार में बढ़ना |
|||||||
बिजली की कमी |
|||||||
त्रिऋणात्मकता |
हैलोजन में उच्च इलेक्ट्रॉन बंधुता होती है (अधिकतम के लिए
Cl) और एक बहुत ही उच्च आयनीकरण ऊर्जा (F के लिए अधिकतम) और अधिकतम
प्रत्येक अवधि में संभव वैद्युतीयऋणात्मकता। फ्लोरीन सबसे ज्यादा होता है
सभी रासायनिक तत्वों का विद्युतीय।
हलोजन परमाणुओं में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति का कारण बनता है
डायटोमिक अणुओं G2 में सरल पदार्थों में परमाणुओं के मिलन की ओर जाता है।
सरल हलोजन पदार्थों के लिए, ऑक्सीकरण एजेंट सबसे अधिक विशेषता हैं।
गुण जो F2 के लिए सबसे मजबूत हैं और I2 में जाने पर कमजोर हो जाते हैं।
हलोजन की विशेषता सभी गैर-धात्विक तत्वों की सबसे बड़ी प्रतिक्रियाशीलता है। हैलोजन के बीच भी फ्लोरीन अलग-थलग है
अत्यधिक सक्रिय है।
दूसरी अवधि का तत्व, फ्लोरीन, दूसरों से सबसे अधिक भिन्न होता है।
उपसमूह के कुछ तत्व. यह सभी गैर-धातुओं के लिए एक सामान्य पैटर्न है।
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||
फ्लोरीन, सबसे अधिक विद्युतीय तत्व के रूप में, लिंग नहीं दिखाता
जीवित ऑक्सीकरण राज्य. Ki- सहित किसी भी संबंध में
ऑक्सीजन, फ्लोरीन ऑक्सीकरण अवस्था (-1) में है।
अन्य सभी हैलोजन सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं।
अधिकतम +7 तक।
हैलोजन की सबसे विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्थाएँ:
एफ: -1, 0;
सीएल, बीआर, आई: -1, 0, +1, +3, +5, +7।
ऑक्साइड सीएल के लिए जाना जाता है, जिसमें यह ऑक्सीकरण राज्यों में है: +4 और +6।
सकारात्मक में सबसे महत्वपूर्ण हलोजन यौगिक
ऑक्सीकरण फोम ऑक्सीजन युक्त एसिड और उनके लवण हैं।
सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों में सभी हैलोजन यौगिक हैं
प्रबल ऑक्सीकारक होते हैं।
भयानक ऑक्सीकरण अवस्था।एक क्षारीय वातावरण द्वारा अनुपातहीनता को बढ़ावा दिया जाता है।
सरल पदार्थों और ऑक्सीजन यौगिकों का व्यावहारिक अनुप्रयोग
हैलोजन मुख्य रूप से उनके ऑक्सीकरण प्रभाव के कारण होता है।
सरल पदार्थ Cl2 व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग पाते हैं।
और F2। सबसे बड़ी संख्याक्लोरीन और फ्लोरीन की खपत औद्योगिक या-
गनिक संश्लेषण: प्लास्टिक, रेफ्रिजरेंट, सॉल्वैंट्स के उत्पादन में,
कीटनाशक, दवाएं। धातुओं को प्राप्त करने और उनके शोधन के लिए क्लोरीन और आयोडीन की एक महत्वपूर्ण मात्रा का उपयोग किया जाता है। क्लोरीन का भी प्रयोग किया जाता है
पीने के पानी की कीटाणुशोधन और के उत्पादन में ब्लीचिंग सेलूलोज़ के लिए
ब्लीच पानी और हाइड्रोक्लोरिक एसिड की. विस्फोटकों के निर्माण में ऑक्सो अम्लों के लवणों का उपयोग किया जाता है।
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||
व्यवहार में एसिड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - हाइड्रोक्लोरिक और पिघलने
फ्लोरीन और क्लोरीन बीस सबसे आम तत्वों में से हैं
वहाँ, प्रकृति में बहुत कम ब्रोमीन और आयोडीन। सभी हैलोजन प्रकृति में ऑक्सीकरण अवस्था में पाए जाते हैं(-1)। KIO3 लवण के रूप में केवल आयोडीन पाया जाता है।
जो, अशुद्धता के रूप में, चिली साल्टपीटर (KNO3) में शामिल है।
Astatine एक कृत्रिम रूप से प्राप्त रेडियोधर्मी तत्व है (यह प्रकृति में मौजूद नहीं है)। एट की अस्थिरता नाम में परिलक्षित होती है, जो ग्रीक से आती है। "एस्टेटोस" - "अस्थिर"। Astatine कैंसर के ट्यूमर की रेडियोथेरेपी के लिए एक सुविधाजनक उत्सर्जक है।
सरल पदार्थ
हैलोजन के सरल पदार्थ डायटोमिक अणु G2 द्वारा बनते हैं।
सरल पदार्थों में, इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि के साथ F2 से I2 तक संक्रमण के दौरान
इलेक्ट्रॉन परतों और परमाणुओं की ध्रुवीकरण क्षमता में वृद्धि हुई है
इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन, जिससे एग्रीगेट में बदलाव होता है
मानक परिस्थितियों में खड़ा होना।
फ्लोरीन (सामान्य परिस्थितियों में) एक पीली गैस है, -181 ° C पर यह बदल जाती है
तरल अवस्था।
क्लोरीन एक पीले-हरे रंग की गैस है, यह -34 डिग्री सेल्सियस पर एक तरल में बदल जाती है। हा के रंग के साथ-
सीएल नाम इसके साथ जुड़ा हुआ है, यह ग्रीक "क्लोरोस" से आता है - "पीला-
हरा"। F2 की तुलना में Cl2 के क्वथनांक में तीव्र वृद्धि,
इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन में वृद्धि का संकेत देता है।
ब्रोमीन एक गहरा लाल, अत्यधिक वाष्पशील तरल है, जो 58.8 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है।
तत्व का शीर्षक गैस की तेज अप्रिय गंध से जुड़ा है और इससे बनता है
"ब्रोमोस" - "बदबूदार"।
आयोडीन - गहरे बैंगनी क्रिस्टल, एक मामूली "धात्विक" चमक के साथ
स्कोम, जो गर्म होने पर, आसानी से उदात्त हो जाता है, बैंगनी वाष्प बनाता है;
तेजी से ठंडा होने के साथ |
114o C तक वाष्प |
द्रव बनता है। तापमान |
|||||||||||||||||
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||||
आयोडीन का क्वथनांक 183oC है। इसका नाम आयोडीन वाष्प के रंग से आता है -
"आयोडोस" - "वायलेट"।
सभी साधारण पदार्थों में तीखी गंध होती है और ये जहरीले होते हैं।
उनके वाष्प के साँस लेने से श्लेष्म झिल्ली और श्वसन अंगों में जलन होती है, और उच्च सांद्रता में - घुटन। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान क्लोरीन को जहर के रूप में इस्तेमाल किया गया था।
गैसीय फ्लोरीन और तरल ब्रोमीन के कारण त्वचा जल जाती है। हा के साथ काम करना-
लोग, सावधानी बरतनी चाहिए।
चूँकि हैलोजन के सरल पदार्थ अध्रुवीय अणुओं से बनते हैं
ठंडा, वे गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अच्छी तरह से घुलते हैं:
अल्कोहल, बेंजीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड, आदि। पानी में, क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन विरल रूप से घुलनशील होते हैं, उनके जलीय घोल को क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन पानी कहा जाता है। Br2 दूसरों की तुलना में बेहतर घुल जाता है, ब्रोमीन की सघनता
नमकीन घोल 0.2 mol / l और क्लोरीन - 0.1 mol / l तक पहुँच जाता है।
फ्लोरीन पानी को विघटित करता है:
2F2 + 2H2O = O2 + 4HF
हलोजन उच्च ऑक्सीडेटिव गतिविधि और संक्रमण प्रदर्शित करते हैं
हलाइड आयनों में डायट।
Г2 + 2e– 2Г–
फ्लोरीन में विशेष रूप से उच्च ऑक्सीडेटिव गतिविधि होती है। फ्लोरीन ऑक्सीकरण करता है कीमती धातु(एयू, पं)।
पं + 3F2 = PtF6
यहां तक कि यह कुछ अक्रिय गैसों (क्रिप्टन,
क्सीनन और रेडॉन), उदाहरण के लिए,
एक्सई + 2F2 = XeF4
कई बहुत स्थिर यौगिक F2 वातावरण में जलते हैं, उदाहरण के लिए,
पानी, क्वार्ट्ज (SiO2)।
SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||
फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रियाओं में नाइट्रिक और सल्फर जैसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट भी होते हैं
एसिड, कम करने वाले एजेंटों के रूप में कार्य करता है, जबकि फ्लोरीन ऑक्सीकरण करता है
उनकी रचना O(-2) में शामिल है।
2HNO3 + 4F2 = 2NF3 + 2HF + 3O2 H2 SO4 + 4F2 = SF6 + 2HF + 2O2
F2 की उच्च प्रतिक्रियाशीलता चुनाव के साथ कठिनाइयाँ पैदा करती है-
इसके साथ काम करने के लिए संरचनात्मक सामग्री। आमतौर पर, इन उद्देश्यों के लिए,
उनमें निकेल और कॉपर होते हैं, जो ऑक्सीकृत होने पर उनकी सतह पर फ्लोराइड्स की घनी सुरक्षात्मक फिल्म बनाते हैं। F नाम इसके आक्रामक एक्शन से जुड़ा है।
मेरा मतलब है, यह ग्रीक से आता है। "Ftoros" - "नष्ट करना"।
श्रृंखला F2, Cl2, Br2, I2 में, ऑक्सीकरण क्षमता में वृद्धि के कारण कमजोर हो जाती है
परमाणुओं के आकार को बदलना और वैद्युतीयऋणात्मकता को कम करना।
में जलीय समाधानऑक्सीकरण और गुणों को कम करना
पदार्थों को आमतौर पर इलेक्ट्रोड क्षमता का उपयोग करके चित्रित किया जाता है। तालिका की अर्ध-प्रतिक्रियाओं के लिए मानक इलेक्ट्रोड क्षमता (ईओ, वी) दिखाती है
हलोजन का गठन। तुलना के लिए, Ki के लिए Eo का मान-
ऑक्सीजन सबसे आम ऑक्सीकरण एजेंट है।
सरल पदार्थ हैलोजन के लिए मानक इलेक्ट्रोड क्षमता
ईओ, बी, प्रतिक्रिया के लिए |
|||||||||||||
O2 + 4e– + 4H+ 2H2 O |
|||||||||||||
ईओ, वी |
|||||||||||||
इलेक्ट्रोड के लिए |
|||||||||||||
2G– +2e – = G2 |
|||||||||||||
ऑक्सीडेटिव गतिविधि में कमी
जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, F2 - ऑक्सीकरण एजेंट अधिक मजबूत होता है,
O2 की तुलना में, इसलिए F2 जलीय घोल में मौजूद नहीं है , यह पानी का ऑक्सीकरण करता है,
F- में पुनर्प्राप्त करना। Eo के मान को देखते हुए, Cl2 की ऑक्सीकरण क्षमता
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||
O2 से भी अधिक है। दरअसल, क्लोरीन पानी के लंबे समय तक भंडारण के दौरान, यह ऑक्सीजन की रिहाई और एचसीएल के गठन के साथ विघटित हो जाता है। लेकिन प्रतिक्रिया धीमी है (Cl2 अणु F2 अणु की तुलना में काफी मजबूत है और
क्लोरीन के साथ प्रतिक्रियाओं के लिए सक्रियण ऊर्जा अधिक होती है), डिप्रो-
बिदाई:
Cl2 + H2 O HCl + HOCL
पानी में, यह अंत तक नहीं पहुँचता (K = 3.9.10–4), इसलिए Cl2 जलीय विलयनों में मौजूद होता है। Br2 और I2 पानी में और भी अधिक स्थिर हैं।
अनुपातहीनता एक बहुत ही विशिष्ट ऑक्सीडेटिव है
हलोजन के लिए कमी प्रतिक्रिया। का अनुपातहीनता
एक क्षारीय वातावरण में डाला।
क्षार में Cl2 के असमानुपातन से ऋणायनों का निर्माण होता है
सीएल- और सीएलओ-। अनुपातहीनता स्थिरांक 7.5 है। 1015।
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
जब आयोडीन क्षार में असमानुपातित होता है, तो I– और IO3 – बनता है। आना-
Br2 तार्किक रूप से आयोडीन का अनुपातहीन करता है। उत्पाद में परिवर्तन अनुपातहीन है
आयनीकरण इस तथ्य के कारण है कि आयन GO– और GO2 – Br और I में अस्थिर हैं।
औद्योगिक में क्लोरीन की अनुपातहीनता प्रतिक्रिया का उपयोग किया जाता है
एक मजबूत और तेजी से काम करने वाला हाइपोक्लोराइट ऑक्सीडाइजिंग एजेंट प्राप्त करने के लिए एसटीआई,
विरंजन चूना, बार्थोलाइट नमक।
3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||
धातुओं के साथ हलोजन की सहभागिता
हलोजन कई धातुओं के साथ तीव्रता से परस्पर क्रिया करते हैं, उदाहरण के लिए:
Mg + Cl2 = MgCl2 Ti + 2I2 TiI4
Na + halides, जिसमें धातु का ऑक्सीकरण अवस्था कम होता है (+1, +2),
मुख्य रूप से आयनिक बंधन के साथ नमक जैसे यौगिक होते हैं। कैसे करें-
लो, आयनिक हैलाइड हैं एसएनएफसाथ उच्च तापमानअस्थायी
मेटल हलाइड्स, जिसमें धातु की उच्च ऑक्सीकरण अवस्था होती है
निया, मुख्य रूप से सहसंयोजक बंधन वाले यौगिक हैं।
उनमें से कई सामान्य परिस्थितियों में गैस, तरल या घुलनशील ठोस हैं। उदाहरण के लिए, WF6 एक गैस है, MoF6 एक तरल है,
TiCl4 एक तरल है।
गैर-धातुओं के साथ हैलोजन की सहभागिता
हलोजन कई गैर-धातुओं के साथ सीधे संपर्क करते हैं:
हाइड्रोजन, फास्फोरस, सल्फर, आदि। उदाहरण के लिए:
H2 + Cl2 = 2HCl 2P + 3Br2 = 2PBr3 S + 3F2 = SF6
गैर-धातु हलाइड्स में बंधन मुख्य रूप से सहसंयोजक होता है।
इन यौगिकों में आमतौर पर कम गलनांक और क्वथनांक होते हैं।
फ्लोरीन से आयोडीन के संक्रमण में, हलाइड्स के सहसंयोजक चरित्र को बढ़ाया जाता है।
विशिष्ट अधातुओं के सहसंयोजक हैलाइड अम्लीय यौगिक होते हैं; पानी के साथ बातचीत करते समय, वे एसिड बनाने के लिए हाइड्रोलाइज होते हैं। उदाहरण के लिए:
पीबीआर3 + 3एच2ओ = 3एचबीआर + एच3पीओ3
PI3 + 3H2O = 3HI + H3PO3
PCl5 + 4H2O = 5HCl + H3PO4
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||
ब्रोमीन और हाइड्रोजन आयोडाइड प्राप्त करने के लिए पहले दो प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है
नोइक एसिड।
इंटरहैलाइड्स। हैलोजन, एक दूसरे के साथ मिलकर, एक अंतर बनाते हैं-
जाता है। इन यौगिकों में, हल्का और अधिक विद्युतीय हैलोजन ऑक्सीकरण अवस्था (-1) में होता है, और भारी धनात्मक अवस्था में होता है।
ऑक्सीकरण फोम।
गर्म होने पर हैलोजन की सीधी बातचीत के कारण निम्नलिखित प्राप्त होते हैं: ClF, BrF, BrCl, ICl। अधिक जटिल इंटरहैलाइड्स भी हैं:
ClF3, BrF3, BrF5, IF5, IF7, ICl3।
सामान्य परिस्थितियों में सभी इंटरहैलाइड कम क्वथनांक वाले तरल पदार्थ होते हैं। इंटरहैलाइड्स में उच्च ऑक्सीकरण होता है
गतिविधि। उदाहरण के लिए, SiO2, Al2O3, MgO, आदि जैसे रासायनिक रूप से स्थिर पदार्थ ClF3 वाष्प में जलते हैं।
2Al2O3 + 4ClF3 = 4AlF3 + 3O2 + 2Cl2
फ्लोराइड ClF 3 एक आक्रामक फ्लोरिनेटिंग अभिकर्मक है जो जल्दी से कार्य करता है
यार्ड F2। इसका उपयोग जैविक संश्लेषण में और फ्लोरीन के साथ काम करने के लिए निकल उपकरण की सतह पर सुरक्षात्मक फिल्म प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
पानी में, एसिड बनाने के लिए इंटरहैलाइड्स हाइड्रोलाइज्ड होते हैं। उदाहरण के लिए,
ClF5 + 3H2O = HClO3 + 5HF
प्रकृति में हलोजन। सरल पदार्थ प्राप्त करना
उद्योग में, हैलोजन को उनके प्राकृतिक यौगिकों से प्राप्त किया जाता है। सभी
मुक्त हैलोजन प्राप्त करने की प्रक्रिया हेलो के ऑक्सीकरण पर आधारित होती है-
नीड आयन।
2D - Г2 + 2e–
आयनों के रूप में प्राकृतिक जल में हैलोजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा पाई जाती है: Cl–, F–, Br–, I–। समुद्र के पानी में 2.5% NaCl तक हो सकता है।
ब्रोमीन और आयोडीन तेल कुओं के पानी और समुद्र के पानी से प्राप्त होते हैं।
निष्पादक: |
घटना संख्या |
||||||||||||||||
पर, 1940 में खोला गया
हैलोजन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: F - 1 एस 2 2एस 2 2पी 5; सीएल-1 एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 5; बीआर -1 एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6 3डी 10 4एस 2 4पी 5; मैं - 1 एस 2 एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6 3डी 10 4एस 2 4पी 6 4डी 10 5एस 2 5पी 5 .
|
हलोजन |
परमाण्विक भार |
कोर प्रभारी |
इलेक्ट्रॉनों की संख्या |
परमाणु त्रिज्या का मान, Å |
||||
|
18,98 35,45 79,90 126,90 |
0,71 0,99 1,14 1,33 |
|||||||
बाहरी इलेक्ट्रॉन परत में इलेक्ट्रॉनों का कक्षीय वितरण सभी हैलोजन के लिए समान होता है
उनके परमाणुओं और अणुओं की संरचना में बहुत समानता है। वे निर्माण पूरा कर रहे हैं आर-बाहरी परत के गोले, इसलिए वे सभी पी-तत्वों की संख्या से संबंधित हैं। हलोजन परमाणुओं की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत में पूर्ण होने के लिए एक इलेक्ट्रॉन की कमी होती है, इसलिए, इन तत्वों की इलेक्ट्रोनगेटिविटी स्पष्ट होती है और रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में वे मुख्य रूप से ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में व्यवहार करते हैं।
हलोजन अणुओं में दो परमाणु (F2, Cl2, Br2, l2) होते हैं जो एक सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधन से जुड़े होते हैं। हैलोजन अणुओं में परमाणुओं के बीच एक सामान्य इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। यह इंगित करता है कि साधारण पदार्थों में ये तत्व एकसंयोजी होते हैं। आणविक प्रकार के हलोजन की क्रिस्टल जाली।
विभिन्न हैलोजन के परमाणु इलेक्ट्रॉन परतों की संख्या में भिन्न होते हैं, और इसलिए हैलोजन परमाणुओं की त्रिज्या भिन्न होती है (तालिका 11)। जैसे-जैसे नाभिक का आवेश बढ़ता है, परमाणुओं की त्रिज्या बढ़ती जाती है, जिससे फ्लोरीन से आयोडीन तक की वैद्युतीयऋणात्मकता में धीरे-धीरे कमी आती है और गैर-धातु गुणों में कमी आती है। हैलोजन में सबसे स्पष्ट अधातु फ्लोरीन है, सबसे कम चमकीला है।
■ 1. परमाणु नाभिक के आवेश में वृद्धि के आधार पर परमाणु त्रिज्या का मान कैसे बदलता है?
2. हैलोजन अणु किस प्रकार के होते हैं?
3. हैलोजन में किस प्रकार का क्रिस्टल जालक होता है?
4. हैलोजन की मुक्त अवस्था क्या होती है?
5. जब एक हैलोजन अणु बनता है, तो परमाणुओं के बीच केवल एक इलेक्ट्रॉन युग्म क्यों दिखाई देता है?
6. बढ़ती परमाणु त्रिज्या के साथ वैद्युतीयऋणात्मकता का मान कैसे बदलता है?
हलोजन के भौतिक गुण
हैलोजन के सभी गुण, भौतिक और रासायनिक दोनों, तत्वों के परमाणुओं की संरचना पर निर्भर करते हैं। विभिन्न हैलोजन के ये गुण काफी हद तक समान हैं, लेकिन एक ही समय में, प्रत्येक हैलोजन में कई विशेषताएं होती हैं।
एक अधातु तत्त्व- हल्के हरे रंग की गैस, जिसमें अत्यंत विषैले गुण होते हैं। फ्लोरीन का क्वथनांक -188 ° है, जमने का बिंदु -218 ° है। घनत्व 1.11 ग्राम/सेमी.
- पीली-हरी गैस। यह जहरीला भी होता है, इसमें तेज, दम घुटने वाली, अप्रिय गंध होती है। क्लोरीन हवा से भारी है, पानी में अपेक्षाकृत अच्छी तरह से घुलनशील है (पानी की 1 मात्रा के लिए क्लोरीन की 2 मात्रा), क्लोरीन पानी बनाता है; -34° के तापमान पर Cl2agi तरल में बदल जाता है, और -101° पर यह जम जाता है। घनत्व 1.568 ग्राम/सेमी3..
एकमात्र द्रव अधातु है। यह पदार्थ लाल-भूरे रंग का, भारी, अस्थिर होता है। जिस बर्तन में ब्रोमीन स्थित होता है, वह हमेशा इसके जोड़े द्वारा लाल-भूरे रंग में रंगा जाता है।
ब्रोमीन में एक भारी अप्रिय गंध है ("ब्रोमीन" का रूसी में अनुवाद "दुर्गंधपूर्ण") है। यह पानी में खराब घुलनशील है, ब्रोमीन पानी Br2aq बनाता है। ब्रोमीन कार्बनिक सॉल्वैंट्स - बेंजीन, टोल्यूनि, क्लोरोफॉर्म में बहुत बेहतर घुल जाता है।
यदि बेंजीन की थोड़ी मात्रा को ब्रोमीन के पानी में मिलाया जाता है और अच्छी तरह से हिलाया जाता है, तो तरल पदार्थ के अलग होने के बाद, आप देख सकते हैं कि ब्रोमीन के पानी का रंग कैसे गायब हो जाता है, और शीर्ष पर एकत्रित बेंजीन घुले हुए ब्रोमीन के साथ चमकीले नारंगी रंग में बदल जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि बेंजीन में बेहतर घुलनशीलता के कारण बेंजीन ने ब्रोमीन को पानी से हटा दिया।
ब्रोमीन को फ्लास्क में ग्राउंड स्टॉपर्स और ग्राउंड कैप्स के साथ संग्रहित किया जाता है। ब्रोमीन के साथ-साथ क्लोरीन के साथ काम करने के लिए रबर प्लग लागू नहीं होते हैं, क्योंकि वे जल्दी से खराब हो जाते हैं। ब्रोमीन पानी से बहुत भारी है (घनत्व 3.12 g/cm3)। ब्रोमीन का क्वथनांक 63° है, ठोसीकरण बिंदु -7.3° है।
- एक क्रिस्टलीय पदार्थ, गहरा भूरा, जोड़े में - बैंगनी। आयोडीन का घनत्व 4.93 g/cm3, गलनांक 113°, क्वथनांक 184° है। पिघलने के लिए लाना संभव नहीं है, और इससे भी अधिक सामान्य परिस्थितियों में उबलने के लिए, क्योंकि कमजोर हीटिंग के साथ भी यह तुरंत एक ठोस अवस्था से वाष्प में बदल जाता है - यह उत्थान करता है। एक ठोस अवस्था से एक गैसीय अवस्था में संक्रमण, तरल अवस्था को छोड़कर, और इसके विपरीत, उच्च बनाने की क्रिया कहलाती है। यह संपत्ति न केवल आयोडीन के लिए बल्कि कुछ अन्य पदार्थों के लिए भी विशेषता है। अशुद्धियों से पदार्थों की सफाई के लिए उपयोग करना सुविधाजनक है।
आयोडीन पानी में खराब घुलनशील है। आयोडीन जल I2aq का रंग हमेशा हल्का पीला होता है। हालांकि, यह शराब में अत्यधिक घुलनशील है। इसका उपयोग अल्कोहल में आयोडीन का 5-10% घोल तैयार करने के लिए किया जाता है, जिसे आयोडीन टिंचर कहा जाता है। आयोडीन बेंजीन, टोल्यूनि, ईथर, कार्बन डाइसल्फ़ाइड और अन्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स में भी घुलनशील है। दिलचस्प बात यह है कि आयोडीन अपने स्वयं के लवण के घोल में बहुत अच्छी तरह से घुल जाता है, उदाहरण के लिए, पोटेशियम आयोडाइड में। लुगोल के समाधान नामक यह समाधान, नैदानिक प्रयोगशालाओं में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
यदि आयोडीन के पानी I2aq में थोड़ा सा बेंजीन मिलाया जाता है, तो हिलाने पर, एक रंगीन बेंजीन की अंगूठी भी सतह पर बनती है, लेकिन केवल क्रिमसन।
■ 7. बढ़ते परमाणु आवेशों के साथ हैलोजन के रंग की तीव्रता कैसे बदलती है?
8. जल में क्लोरीन, ब्रोमीन तथा आयोडीन के विलयन को क्या कहते हैं?
9. बढ़ते परमाणु आवेशों के साथ हैलोजन का घनत्व कैसे बदलता है?
10. निम्नलिखित मॉडल के अनुसार "हैलोजन के भौतिक गुण" तालिका को संकलित करें और भरें:
11. संरचना के संदर्भ में कैसे व्याख्या करें क्रिस्टल लैटिसहलोजन के कम गलनांक और क्वथनांक?
12. हवा और हाइड्रोजन में फ्लोरीन और क्लोरीन का आपेक्षिक घनत्व कितना है? यदि आप नहीं जानते कि गैसों का आपेक्षिक घनत्व क्या है, यह कैसे निर्धारित होता है और गणना में इसका उपयोग कैसे किया जाता है, तो परिशिष्ट II, पृष्ठ 387 देखें। उसके बाद, आप प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं।
13. सामान्य परिस्थितियों में 20 किलो क्लोरीन की मात्रा कितनी होगी? यदि आप भूल गए हैं कि सामान्य परिस्थितियों में गैस की मात्रा की गणना कैसे करें, तो देखें।
हलोजन की शारीरिक क्रिया
सभी अपनी शारीरिक क्रिया में जहरीले होते हैं। फ्लोरीन विशेष रूप से विषैला होता है: जब कम मात्रा में साँस में लिया जाता है, तो यह फुफ्फुसीय एडिमा का कारण बनता है, बड़ी मात्रा में यह फेफड़ों के ऊतकों के विनाश और मृत्यु का कारण बनता है।
क्लोरीन- एक पदार्थ भी बहुत जहरीला होता है, हालांकि कुछ हद तक। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, इसे रासायनिक युद्ध एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया गया था क्योंकि यह हवा से भारी है और विशेष रूप से शांत मौसम में जमीन से ऊपर रहता है। हवा में मुक्त क्लोरीन की अधिकतम स्वीकार्य सांद्रता 0.001 mg/l है।
क्रोनिक क्लोरीन विषाक्तता रंग, फुफ्फुसीय और ब्रोन्कियल रोगों में परिवर्तन का कारण बनती है। क्लोरीन विषाक्तता के मामले में, ईथर के साथ अल्कोहल वाष्प का मिश्रण, साथ ही अमोनिया के साथ मिश्रित जल वाष्प को एक मारक के रूप में इस्तेमाल किया जाना चाहिए, और पीड़ित को पहले ताजी हवा में निकालना अनिवार्य है।
कम मात्रा में, क्लोरीन ऊपरी श्वसन पथ के रोगों को ठीक कर सकता है, क्योंकि इसका बैक्टीरिया पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। नल के पानी को कीटाणुरहित करने के लिए क्लोरीन का उपयोग कीटाणुनाशक के रूप में किया जाता है।
ब्रोमीन के वाष्प से घुटन होती है। ज़हरीला और तरल ब्रोमीन, त्वचा के संपर्क में आने पर गंभीर जलन पैदा करता है। रबर के दस्ताने और अंडर ड्राफ्ट के साथ ब्रोमीन को एक बर्तन से दूसरे बर्तन में डालने की सिफारिश की जाती है।
त्वचा के संपर्क के मामले में, ब्रोमीन को एक कार्बनिक विलायक - बेंजीन या कार्बन टेट्राक्लोराइड से धोया जाना चाहिए, प्रभावित क्षेत्र को इन सॉल्वैंट्स के साथ सिक्त रूई से पोंछना चाहिए। जब ब्रोमीन को पानी से धो दिया जाता है, तो जलने से बचना अक्सर असंभव होता है।
आयोडीनसभी हैलोजनों में सबसे कम विषैला। गर्म होने पर आयोडीन वाष्प का साँस लेना विषाक्तता का कारण बन सकता है, लेकिन वाष्पशील आयोडीन के साथ काम करना दुर्लभ है, उदाहरण के लिए, जब इसे उच्च बनाने की क्रिया द्वारा साफ किया जाता है। क्रिस्टलीय आयोडीन को हाथ से नहीं लेना चाहिए, क्योंकि जब यह त्वचा के संपर्क में आता है, तो यह विशिष्ट पीले धब्बों की उपस्थिति का कारण बनता है। हलोजन के साथ सभी काम एक धूआं हुड में किया जाना चाहिए।
हालांकि, हलोजन महत्वपूर्ण तत्व हैं। टेबल सॉल्ट के रूप में क्लोरीन का लगातार भोजन में उपयोग किया जाता है, और यह हरे पौधों - क्लोरोफिल का भी हिस्सा है। पीने के पानी में फ्लोराइड यौगिकों की कमी से दांत खराब हो जाते हैं। आयोडीन सभी जीवित जीवों, पौधे और पशु दोनों के लिए आवश्यक है। यह चयापचय के नियमन में शामिल है। मानव शरीर में, आयोडीन मुख्य रूप से थायरॉयड ग्रंथि में केंद्रित होता है और इसके हार्मोन के निर्माण में शामिल होता है। आयोडीन की कमी से थायरॉयड ग्रंथि में दर्दनाक परिवर्तन होते हैं। बीमारी को रोकने के लिए, आयोडीन को बहुत कम मात्रा में भोजन में जोड़ा जाता है, आयोडीन टिंचर की कुछ बूंदों को एक गिलास पानी में घोलकर, लेकिन अधिक बार सोडियम आयोडाइड और पोटेशियम आयोडाइड के रूप में।
एक नोटबुक में हैलोजन के साथ काम करने के लिए सुरक्षा सावधानियों और विषाक्तता के मामले में प्राथमिक उपचार लिखें।
हलोजन के रासायनिक गुण
उनके रासायनिक गुणों की प्रकृति से, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, सभी हैलोजन महत्वपूर्ण इलेक्ट्रोनगेटिविटी वाले विशिष्ट गैर-धातु हैं। उच्चतम गैर-धात्विक गतिविधि वाला सबसे अधिक विद्युतीय तत्व फ्लोरीन है, सबसे कम सक्रिय आयोडीन है।
चावल। 21.क्लोरीन में हाइड्रोजन का दहन। 1- क्लोरीन 2-
के साथ हैलोजन की सहभागिता सरल पदार्थ. आप विभिन्न अभिक्रियाओं के उदाहरणों का उपयोग करके फ्लोरीन से क्लोरीन तक रासायनिक गतिविधि में कमी का पता लगा सकते हैं। विशेष रुचि हाइड्रोजन के साथ विभिन्न हैलोजन की परस्पर क्रिया है। उनकी प्रतिक्रिया की स्थिति अलग है।
इस प्रकार, फ्लोरीन अंधेरे में भी हाइड्रोजन के साथ विस्फोटक प्रतिक्रिया करता है। इस मामले में, समीकरण के अनुसार फ्लोराइड बनता है।
H2+F2=2HF
हाइड्रोजन हलाइड्स के बीच फ्लोराइड सबसे टिकाऊ यौगिक है।
हाइड्रोजन के साथ क्लोरीन की परस्पर क्रिया केवल प्रकाश में विस्फोट के साथ होती है:
Cl2 + H2 = 2HCl
यदि, हालांकि, क्लोरीन के वातावरण में हाइड्रोजन का एक जेट प्रज्वलित किया जाता है, तो यह रंगहीन लौ (चित्र 21) के साथ चुपचाप जल जाएगा।
हाइड्रोजन के साथ ब्रोमीन हाइड्रोजन ब्रोमाइड बनाता है।
Br2 + H2 = 2HBr
प्रक्रिया कम गर्मी के साथ आगे बढ़ती है।
आयोडीन हाइड्रोजन आयोडाइड बनाने के लिए गर्म होने पर ही हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है:
एच2 + आई2 = 2एचआई
हालांकि, यह यौगिक बहुत अस्थिर है और हाइड्रोजन और आयोडीन बनाने के लिए आसानी से विघटित हो जाता है। इन सभी स्थितियों में, हैलोजन ऑक्सीकारकों के रूप में व्यवहार करते हैं। हाइड्रोजन हैलाइड, जब पानी में घुलते हैं, तो अम्ल बनाते हैं।
धातुओं के साथ बातचीत करते समय हलोजन भी ऑक्सीकरण गुण दिखाते हैं, जो आमतौर पर बहुत सक्रिय रूप से आगे बढ़ते हैं।
फ्लोरीन लगभग सभी धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है। धातुओं के साथ क्लोरीन की अन्योन्य क्रिया का पता लगाना आसान है। उनमें से कई क्लोरीन में जलते हैं, उदाहरण के लिए, वे सहज रूप से प्रज्वलित होते हैं (चित्र 22)। अन्य गर्म होने पर क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, उदाहरण के लिए (चित्र 23)।
2Na + Сl2 = 2NaCl
यदि उनके पास ऑक्सीकरण की एक अलग डिग्री हो सकती है, तो क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करते समय, वे आमतौर पर उच्चतम प्रदर्शित करते हैं।
चावल। 22.
उदाहरण के लिए।
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Cu + Cl2 = CuCl2
यहाँ, क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया में, यह +3 - Fe +3 के बराबर और +2- Cu +2 के बराबर ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है। उपरोक्त सभी मामलों में, क्लोरीन जैसा व्यवहार करता है।
परिभाषा
हैलोजन- समूह VIIA के तत्व - फ्लोरीन (F), क्लोरीन (Cl), ब्रोमीन (Br) और आयोडीन (I)।
हैलोजन एनएस 2 एनपी 5 के बाहरी ऊर्जा स्तर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास। चूंकि, ऊर्जा स्तर के पूरा होने से पहले, हलोजन में केवल एक इलेक्ट्रॉन की कमी होती है, ओवीआर में वे अक्सर ऑक्सीकरण एजेंटों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं। हलोजन ऑक्सीकरण राज्य: "-1" से "+7" तक। हलोजन समूह का एकमात्र तत्व - फ्लोरीन - केवल एक ऑक्सीकरण अवस्था "-1" प्रदर्शित करता है और यह सबसे अधिक विद्युतीय तत्व है।
हलोजन अणु द्विपरमाणुक होते हैं: F2, Cl2, Br2, I2। एक रासायनिक तत्व के एक परमाणु के नाभिक के आवेश में वृद्धि के साथ, अर्थात। फ्लोरीन से आयोडीन में जाने पर, हैलोजन की ऑक्सीकरण क्षमता कम हो जाती है, जिसकी पुष्टि हाइड्रोहालिक एसिड और उनके लवणों से उच्चतर हैलोजन को विस्थापित करने की क्षमता से होती है:
ब्र 2 + 2HI \u003d मैं 2 + 2HBr
सीएल 2 + 2 केबीआर = ब्र 2 + 2 केसीएल
हलोजन के भौतिक गुण
सं. फ्लोरीन एक हल्की पीली गैस है जिसमें तीखी गंध होती है। जहरीला। क्लोरीन एक हल्की हरी गैस है, फ्लोरीन की तरह इसमें तीखी गंध होती है। जोरदार जहरीला। ऊंचे दबाव और कमरे के तापमान पर, यह आसानी से तरल अवस्था में बदल जाता है। ब्रोमीन एक भारी लाल-भूरे रंग का तरल है जिसमें एक विशिष्ट अप्रिय तीखी गंध होती है। तरल ब्रोमीन, साथ ही इसके वाष्प अत्यधिक विषैले होते हैं। ब्रोमीन पानी में खराब घुलनशील है और गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में अच्छा है। आयोडीन धात्विक चमक के साथ गहरे भूरे रंग का ठोस होता है। आयोडीन के वाष्प बैंगनी रंग के होते हैं। आयोडीन आसानी से उर्ध्वपातित हो जाता है, अर्थात तरल अवस्था को दरकिनार करते हुए ठोस से गैसीय अवस्था में बदल जाता है।
हलोजन प्राप्त करना
हलोजन समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस या हलाइड्स के पिघलने से प्राप्त किया जा सकता है:
MgCl 2 \u003d Mg + Cl 2 (पिघला हुआ)
सबसे अधिक बार, हैलोजन हाइड्रोहालिक एसिड के ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से प्राप्त होते हैं:
एमएनओ 2 + 4 एचसीएल \u003d एमएनसीएल 2 + सीएल 2 + 2 एच 2 ओ
के 2 सीआर 2 ओ 7 + 14 एचसीएल \u003d 3 सीएल 2 + 2 केसीएल + 2 सीआरसीएल 3 + 7 एच 2 ओ
2KMnO 4 + 16HCl \u003d 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O + 2KCl
हलोजन के रासायनिक गुण
फ्लोरीन में उच्चतम रासायनिक गतिविधि होती है। कमरे के तापमान पर भी अधिकांश रासायनिक तत्व फ्लोरीन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है। फ्लोरीन में भी पानी जलता है:
2 एच 2 ओ + 2 एफ 2 \u003d 4एचएफ + ओ 2
फ्लोरीन की तुलना में मुक्त क्लोरीन कम प्रतिक्रियाशील है। यह सीधे ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और महान गैसों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। यह फ्लोरीन जैसे अन्य सभी पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया करता है:
2Fe + Cl2 = 2FeCl3
2P + 5Cl 2 = 2PCl 5
जब ठंड में क्लोरीन पानी के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया होती है:
सीएल 2 + एच 2 ओ↔एचसीएल + एचसीएलओ
मिश्रण, जो प्रतिक्रिया उत्पाद है, को क्लोरीन पानी कहा जाता है।
जब ठंड में क्लोरीन क्षार के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो क्लोराइड और हाइपोक्लोराइट का मिश्रण बनता है:
सीएल 2 + सीए (ओएच) 2 \u003d सीए (सीएल) ओसीएल + एच 2 ओ
जब क्लोरीन को गर्म क्षार के घोल में घोला जाता है, तो निम्नलिखित प्रतिक्रिया होती है:
3Cl 2 + 6KOH \u003d 5KCl + KClO 3 + 3H 2 हे
ब्रोमीन, क्लोरीन की तरह, पानी में घुल जाता है और इसके साथ आंशिक रूप से प्रतिक्रिया करता है, तथाकथित "ब्रोमीन पानी" बनाता है, जबकि आयोडीन पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है।
अन्य हैलोजन से रासायनिक गतिविधि में आयोडीन महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होता है। यह अधिकांश अधातुओं के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, और गर्म होने पर ही धातुओं के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है। हाइड्रोजन के साथ आयोडीन की परस्पर क्रिया केवल मजबूत ताप के साथ होती है, प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक और अत्यधिक प्रतिवर्ती होती है:
एच 2 + आई 2 \u003d 2एचआई - 53 केजे।
समस्या समाधान के उदाहरण
उदाहरण 1
| व्यायाम | पोटेशियम आयोडाइड के साथ प्रतिक्रिया करने वाले क्लोरीन (n.a.) की मात्रा की गणना करें यदि आयोडीन 508 ग्राम के द्रव्यमान के साथ बनाया गया था |
| समाधान | आइए प्रतिक्रिया समीकरण लिखें: सीएल 2 + 2KI \u003d मैं 2 + 2KCl आयोडीन बनने वाले पदार्थ की मात्रा ज्ञात कीजिए: वी(मैं 2)=मी(मैं 2)/एम(मैं 2) वी (मैं 2) \u003d 508/254 \u003d 2 मोल प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार क्लोरीन पदार्थ की मात्रा। रसायन विज्ञान की पाठ्यपुस्तक से, बहुत से लोग जानते हैं कि हैलोजन हैं रासायनिक तत्व आवधिक प्रणालीमेंडेलीव तालिका में समूह 17 से। जन्म, उत्पत्ति के रूप में ग्रीक से अनुवादित। उनमें से लगभग सभी अत्यधिक सक्रिय हैं, जिसके कारण वे कुछ गैर-धातुओं के अपवाद के साथ सरल पदार्थों के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं। हलोजन क्या हैं और उनके गुण क्या हैं? के साथ संपर्क में सहपाठियों हलोजन की सूचीहलोजन अच्छे ऑक्सीकरण एजेंट हैं, इस कारण से वे प्रकृति में केवल किसी भी यौगिक में पाए जा सकते हैं। क्रम संख्या जितनी अधिक होगी, इस समूह के तत्वों की रासायनिक गतिविधि उतनी ही कम होगी। हलोजन समूह में निम्नलिखित तत्व शामिल हैं:
उत्तरार्द्ध को परमाणु अनुसंधान संस्थान में विकसित किया गया था, जो डबना शहर में स्थित है। फ्लोरीन एक जहरीली गैस है जिसका रंग हल्का पीला होता है। क्लोरीन भी जहरीली होती है। यह एक गैस है जिसमें हल्के हरे रंग की तेज और अप्रिय गंध होती है। ब्रोमीन का रंग लाल-भूरा होता है, यह एक जहरीला तरल है जो गंध की भावना को भी प्रभावित कर सकता है। यह बहुत अस्थिर है, इसलिए इसे ampoules में संग्रहित किया जाता है। आयोडीन एक गहरे बैंगनी रंग का एक क्रिस्टलीय, आसानी से उर्ध्वपात करने वाला पदार्थ है। Astatine रेडियोधर्मी है, क्रिस्टल का रंग नीला से काला है, आधा जीवन 8.1 घंटे है।
विकिरणित होने पर फ्लोरीन अक्रिय गैसों के साथ परस्पर क्रिया करता है (Xe + F 2 = XeF 2 + 152 kJ)। गर्म होने पर, फ्लोरीन अन्य हैलोजन को प्रभावित करता है, उन्हें ऑक्सीकरण करता है। सूत्र होता है: Hal 2 + F 2 \u003d 2HalF, जहाँ Hal \u003d Cl, Br, I, At, जब क्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन और एस्टैटिन के HalF ऑक्सीकरण अवस्थाएँ + 1 होती हैं। इसलिए जटिल पदार्थफ्लोरीन भी काफी सख्ती से इंटरैक्ट करता है। परिणाम जल ऑक्सीकरण है। इस मामले में, एक विस्फोटक प्रतिक्रिया होती है, जिसे संक्षेप में सूत्र द्वारा लिखा जाता है: 3F 2 + ZH 2 O \u003d OF 2 + 4HF + H 2 O 2। क्लोरीनमुक्त क्लोरीन की गतिविधि फ्लोरीन की तुलना में कुछ कम होती है, लेकिन इसकी प्रतिक्रियाशीलता भी अच्छी होती है। यह ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और अक्रिय गैसों के रूप में दुर्लभ अपवादों के साथ, कई सरल पदार्थों के साथ बातचीत करते समय हो सकता है। वह जटिल पदार्थों के साथ हिंसक प्रतिक्रिया कर सकते हैं, प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ बनाना, हाइड्रोकार्बन जोड़ने की संपत्ति भी क्लोरीन में निहित है। गर्म होने पर ब्रोमीन या आयोडीन हाइड्रोजन या धातुओं के साथ यौगिकों से विस्थापित हो जाते हैं।
सीएल2+ एचν → 2Cl, Cl + H 2 → HCl + H, H + Cl 2 → HCl + Cl, Cl + H 2 → HCl + H, आदि। फोटॉन, उत्साहित होने के कारण, सीएल 2 अणुओं के परमाणुओं में अपघटन का कारण बनता है, जबकि एक चेन रिएक्शन होता है, जिससे नए कणों की उपस्थिति होती है जो अगले चरण की शुरुआत की शुरुआत करते हैं। रसायन विज्ञान के इतिहास में इस घटना की जांच की गई है। रूसी रसायनज्ञ और नोबेल पुरस्कार विजेता शिमोनोव एन.एन. 1956 में वे एक चेन फोटोकेमिकल रिएक्शन के अध्ययन में लगे हुए थे और इस तरह उन्होंने विज्ञान में एक महान योगदान दिया। क्लोरीन कई जटिल पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है, ये प्रतिस्थापन और जोड़ प्रतिक्रियाएं हैं। यह पानी में अच्छी तरह घुल जाता है। सीएल 2 + एच 2 ओ \u003d एचसीएल + एचसीएलओ - 25 केजे। क्षार के साथ, गर्म होने पर, क्लोरीन कर सकते हैं असंगत.
ब्रोमीन, आयोडीन और एस्टैटिनब्रोमीन की रासायनिक गतिविधि उपर्युक्त फ्लोरीन या क्लोरीन की तुलना में थोड़ी कम है, लेकिन यह भी काफी अधिक है। ब्रोमीन का उपयोग अक्सर तरल रूप में किया जाता है। यह क्लोरीन की तरह पानी में बहुत घुलनशील है। इसके साथ आंशिक प्रतिक्रिया होती है, जिससे आपको "ब्रोमीन पानी" प्राप्त करने की अनुमति मिलती है। आयोडीन की रासायनिक गतिविधि इस श्रृंखला के बाकी प्रतिनिधियों से स्पष्ट रूप से भिन्न होती है। यह लगभग गैर-धातुओं और के साथ बातचीत नहीं करता है धातु, प्रतिक्रिया बहुत धीमी है और गर्म होने पर ही होती है. इस मामले में, गर्मी का एक बड़ा अवशोषण (एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया) होता है, जो अत्यधिक प्रतिवर्ती होता है। अलावा आयोडीन को पानी में किसी भी तरह से नहीं घोला जा सकता हैयह गर्म होने पर भी हासिल नहीं किया जा सकता है, इसलिए प्रकृति में "आयोडीन पानी" नहीं है। आयोडीन को केवल आयोडाइड के घोल में ही घोला जा सकता है। इस मामले में, जटिल आयन बनते हैं। चिकित्सा में, ऐसे यौगिक को लुगोल का घोल कहा जाता है। Astatine धातुओं और हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। हलोजन की श्रृंखला में, फ्लोरीन से एस्टैटिन तक दिशा में रासायनिक गतिविधि कम हो जाती है। एफ-एट श्रृंखला में प्रत्येक हैलोजन धातुओं या हाइड्रोजन के साथ यौगिकों से बाद के तत्वों को विस्थापित करने में सक्षम है। इन तत्वों में एस्टाटिन सबसे अधिक निष्क्रिय है। लेकिन इसका धातुओं के साथ एक अंतर्निहित संपर्क है। आवेदनरसायन विज्ञान दृढ़ता से हमारे जीवन में प्रवेश कर रहा है, सभी क्षेत्रों में जड़ें जमा रहा है। एक व्यक्ति ने अपने स्वयं के लाभ के लिए हैलोजन, साथ ही इसके यौगिकों का उपयोग करना सीख लिया है। हलोजन का जैविक महत्व निर्विवाद है। उनके आवेदन के क्षेत्र अलग हैं:
क्लोरीन ने हमारे जीवन में सबसे व्यापक आवेदन पाया है। इसके आवेदन का दायरा काफी विविध है। उपयोग करने के उदाहरण:
यह याद रखना चाहिए कि हैलोजन बहुत जहरीले पदार्थ होते हैं। यह संपत्ति विशेष रूप से फ्लोरीन में स्पष्ट है। हलोजन में श्वासावरोध और श्वसन प्रभाव हो सकते हैं और जैविक ऊतकों को प्रभावित कर सकते हैं। क्लोरीन वाष्प बहुत खतरनाक हो सकते हैं, साथ ही फ्लोरीन एरोसोल, जिसमें हल्की गंध होती है, इसे उच्च सांद्रता में महसूस किया जा सकता है। एक व्यक्ति को घुटन का प्रभाव मिल सकता है। ऐसे यौगिकों के साथ काम करते समय सावधानी बरतनी चाहिए। हलोजन के उत्पादन के तरीके जटिल और विविध हैं। उद्योग में, यह कुछ आवश्यकताओं के साथ संपर्क किया जाता है, जिसका कड़ाई से पालन किया जाता है। हलोजन के भौतिक गुण सामान्य परिस्थितियों में, F2 और C12 गैसें हैं, Br2 एक तरल है, I2 और At2 ठोस हैं। ठोस अवस्था में हैलोजन आणविक क्रिस्टल बनाते हैं। तरल हलोजन डाइलेक्ट्रिक्स। फ्लोरीन को छोड़कर सभी हैलोजन पानी में घुल जाते हैं; आयोडीन क्लोरीन और ब्रोमीन से भी बदतर है, लेकिन वे शराब में अत्यधिक घुलनशील हैं। रासायनिक गुणहैलोजन सभी हैलोजन उच्च ऑक्सीडेटिव गतिविधि दिखाते हैं, जो फ्लोरीन से एस्टैटिन में जाने पर घट जाती है। फ्लोरीन हैलोजेन में सबसे अधिक सक्रिय है, यह बिना किसी अपवाद के सभी धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, उनमें से कई सहज रूप से फ्लोरीन के वातावरण में प्रज्वलित होते हैं, बड़ी मात्रा में गर्मी जारी करते हैं, उदाहरण के लिए: 2Al + 3F2 = 2AlF3 + 2989 kJ, 2Fe + 3F2 = 2FeF3 + 1974 kJ। गर्म किए बिना, फ्लोरीन कई गैर-धातुओं (H2, S, C, Si, P) के साथ भी प्रतिक्रिया करता है - सभी प्रतिक्रियाएँ अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती हैं, उदाहरण के लिए: H2 + F2 = 2HF + 547 kJ, सी + 2F2 = SiF4 (जी) + 1615 केजे। गर्म होने पर, योजना के अनुसार फ्लोरीन अन्य सभी हलोजन को ऑक्सीकरण करता है Hal2 + F2 = 2HalF जहाँ Hal = Cl, Br, I, At, और HalF यौगिकों में, क्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन और एस्टैटिन की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ +1 हैं। अंत में, विकिरणित होने पर, फ्लोरीन अक्रिय (महान) गैसों के साथ भी प्रतिक्रिया करता है: Xe + F2 = XeF2 + 152 kJ। जटिल पदार्थों के साथ फ्लोरीन की परस्पर क्रिया भी बहुत तेजी से आगे बढ़ती है। तो, यह पानी का ऑक्सीकरण करता है, जबकि प्रतिक्रिया विस्फोटक होती है: 3F2 + 3H2O = OF2 + 4HF + H2O2। फ्री क्लोरीन भी बहुत प्रतिक्रियाशील है, हालांकि इसकी गतिविधि फ्लोरीन से कम है। यह ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और नोबल गैसों को छोड़कर सभी सरल पदार्थों के साथ सीधे प्रतिक्रिया करता है। तुलना के लिए, हम फ्लोरीन के समान सरल पदार्थों के साथ क्लोरीन की प्रतिक्रिया के लिए समीकरण प्रस्तुत करते हैं: 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3(cr) + 1405 kJ, 2Fe + ЗCl2 = 2FeCl3(cr) + 804 kJ, सी + 2Cl2 = SiCl4 (एल) + 662 केजे, H2 + Cl2 \u003d 2HCl (g) + 185 kJ। विशेष रुचि हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया है। तो, कमरे के तापमान पर, प्रकाश के बिना, क्लोरीन व्यावहारिक रूप से हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, जबकि गर्म या रोशन होने पर (उदाहरण के लिए, सीधे सूर्य के प्रकाश में), यह प्रतिक्रिया निम्न श्रृंखला तंत्र के अनुसार विस्फोट के साथ आगे बढ़ती है: Cl2 + hν → 2Cl, सीएल + एच2 → एचसीएल + एच, एच + सीएल 2 → एचसीएल + सीएल, सीएल + एच2 → एचसीएल + एच, आदि। इस प्रतिक्रिया का उत्तेजना फोटॉन (hν) की क्रिया के तहत होता है, जो परमाणुओं में Cl2 अणुओं के पृथक्करण का कारण बनता है - इस मामले में, क्रमिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है, जिनमें से प्रत्येक में एक कण दिखाई देता है, जो अगले की शुरुआत की शुरुआत करता है। अवस्था। H2 और Cl2 के बीच प्रतिक्रिया प्रकाश रासायनिक श्रृंखला प्रतिक्रियाओं के अध्ययन की पहली वस्तुओं में से एक के रूप में कार्य करती है। श्रृंखला प्रतिक्रियाओं के बारे में विचारों के विकास में सबसे बड़ा योगदान रूसी वैज्ञानिक, नोबेल पुरस्कार विजेता (1956) एन.एन. शिमोनोव द्वारा किया गया था। क्लोरीन कई जटिल पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जैसे हाइड्रोकार्बन के साथ प्रतिस्थापन और जोड़: CH3-CH3 + Cl2 → CH3-CH2Cl + HCl, CH2=CH2 + Cl2 → CH2Cl - CH2Cl। क्लोरीन गर्म होने पर हाइड्रोजन या धातुओं के साथ उनके यौगिकों से ब्रोमीन या आयोडीन को विस्थापित करने में सक्षम है: Cl2 + 2HBr = 2HCl + Br2, Cl2 + 2HI = 2HCl + I2, Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2, और पानी के साथ भी विपरीत प्रतिक्रिया करता है: Cl2 + H2O = HCl + HClO - 25 kJ। क्लोरीन, पानी में घुलने और इसके साथ आंशिक रूप से प्रतिक्रिया करने पर, जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, क्लोरीन पानी नामक पदार्थों का एक संतुलन मिश्रण बनाता है। क्लोरीन उसी तरह से क्षार के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है: Cl2 + 2NaOH \u003d NaCl + NaClO + H2O (ठंड में), 3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O (गर्म करने पर)। ब्रोमीन की रासायनिक गतिविधि फ्लोरीन और क्लोरीन की तुलना में कम है, लेकिन अभी भी इस तथ्य के कारण काफी अधिक है कि ब्रोमीन आमतौर पर तरल अवस्था में उपयोग किया जाता है और इसलिए इसकी प्रारंभिक सांद्रता, अन्य चीजें समान होने पर, क्लोरीन की तुलना में अधिक होती हैं। उदाहरण के लिए, हम सिलिकॉन और हाइड्रोजन के साथ ब्रोमीन की परस्पर क्रिया की प्रतिक्रियाएँ देते हैं: Si + 2Br2 = SiBr4(l) + 433 kJ, H2 + Br2 = 2HBr(g) + 73 kJ। अन्य हैलोजन से रासायनिक गतिविधि में आयोडीन महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होता है। यह अधिकांश अधातुओं के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, और गर्म होने पर ही धातुओं के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है। हाइड्रोजन के साथ आयोडीन की परस्पर क्रिया केवल मजबूत ताप के साथ होती है, प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक और अत्यधिक प्रतिवर्ती होती है: H2 + I2 = 2HI - 53 kJ। Astatine आयोडीन से भी कम प्रतिक्रियाशील है। लेकिन यह धातुओं के साथ भी प्रतिक्रिया करता है (उदाहरण के लिए, लिथियम के साथ): 2Li + At2 = 2LiAt - लिथियम एस्टेटाइड। इस प्रकार, हैलोजन की रासायनिक गतिविधि लगातार फ्लोरीन से एस्टैटिन तक घट जाती है। एफ-एट श्रृंखला में प्रत्येक हैलोजन हाइड्रोजन या धातुओं के साथ अपने यौगिकों से अगले एक को विस्थापित कर सकता है। जस्ता - दूसरे समूह के एक द्वितीयक उपसमूह का एक तत्व, आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 30 के साथ। जस्ता एक नीले-सफेद रंग का एक भंगुर संक्रमण धातु है (जिंक ऑक्साइड की एक पतली परत के साथ हवा में गहरा होता है) ). प्रकृति में। जिंक प्रकृति में देशी धातु के रूप में नहीं पाया जाता है। 27 जिंक खनिजों में से जिंक मिश्रण ZnS और जिंक स्पार ZnCO3 व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण हैं। रसीद। सल्फाइड के रूप में Zn युक्त पॉलीमेटेलिक अयस्कों से जिंक का खनन किया जाता है। अयस्कों को समृद्ध किया जाता है, जस्ता केंद्रित होता है और साथ ही सीसा और तांबा केंद्रित होता है। जिंक कंसंट्रेट को भट्टियों में जलाया जाता है, जिंक सल्फाइड को ZnO ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है: 2ZnS + 3O2 = 2ZnO = 2SO2 ZnO ऑक्साइड से शुद्ध जिंक दो प्रकार से प्राप्त होता है। पाइरोमेटालर्जिकल पद्धति के अनुसार, जो लंबे समय से मौजूद है, कैलक्लाइंड कॉन्संट्रेट को अनाज के आकार और गैस पारगम्यता प्रदान करने के लिए सिंटरिंग के अधीन किया जाता है, और फिर 1200-1300 डिग्री सेल्सियस पर कोयले या कोक के साथ कम किया जाता है: ZnO + C = Zn + CO . जस्ता प्राप्त करने की मुख्य विधि इलेक्ट्रोलाइटिक (हाइड्रोमेटालर्जिकल) है। कैलक्लाइंड सान्द्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ व्यवहार किया जाता है; परिणामी सल्फेट घोल को अशुद्धियों (जस्ता धूल के साथ निक्षेपण द्वारा) से शुद्ध किया जाता है और सीसा या विनाइल प्लास्टिक के साथ कसकर पंक्तिबद्ध स्नान में इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन किया जाता है। जिंक एल्यूमीनियम कैथोड पर जमा होता है। भौतिक गुण . अपने शुद्धतम रूप में, यह एक नमनीय चांदी-सफेद धातु है। कमरे के तापमान पर यह भंगुर होता है, 100-150 डिग्री सेल्सियस जस्ता नमनीय होता है। गलनांक = 419.6 °C, क्वथनांक = 906.2 °C। रासायनिक गुण। एक धातु का एक विशिष्ट उदाहरण जो उभयधर्मी यौगिक बनाता है। जिंक यौगिक ZnO और Zn(OH)2 उभयधर्मी हैं। मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -0.76 V है, मानक क्षमता की श्रृंखला में यह लोहे से पहले स्थित है। हवा में जिंक ZnO ऑक्साइड की पतली परत से ढका रहता है। जब जोर से गर्म किया जाता है, तो यह उभयधर्मी सफेद ऑक्साइड ZnO के गठन के साथ जल जाता है: जिंक ऑक्साइड एसिड समाधान दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है: और क्षार: साधारण शुद्धता का जिंक सक्रिय रूप से एसिड समाधान के साथ प्रतिक्रिया करता है: और क्षार समाधान: हाइड्रॉक्सो-जिंकेट्स बनाता है। बहुत शुद्ध जिंक एसिड और क्षार के समाधान के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। कॉपर सल्फेट CuSO4 के घोल की कुछ बूंदों को जोड़ने के साथ बातचीत शुरू होती है। गर्म करने पर जिंक, हैलोजन से अभिक्रिया कर ZnHal2 हैलाइड बनाता है। फास्फोरस के साथ, जिंक फॉस्फाइड Zn3P2 और ZnP2 बनाता है। सल्फर और इसके एनालॉग्स के साथ - सेलेनियम और टेल्यूरियम - विभिन्न चाकोजेनाइड्स, ZnS, ZnSe, ZnSe2 और ZnTe। जिंक सीधे हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, कार्बन, सिलिकॉन और बोरॉन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। नाइट्राइड Zn3N2 550-600 डिग्री सेल्सियस पर अमोनिया के साथ जस्ता की प्रतिक्रिया से प्राप्त होता है। जलीय घोल में, जिंक आयन Zn2+ एक्वाकॉम्प्लेक्स 2+ और 2+ बनाते हैं। लोकप्रिय |
उच्च हलोजन ऑक्सीकरण गतिविधि फ्लोरीन से आयोडीन तक गिरती है। भाइयों में सबसे अधिक सक्रिय फ्लोरीन है, जो लवण बनाने, किसी भी धातु के साथ प्रतिक्रिया करता है, उनमें से कुछ अनायास प्रज्वलित होते हैं, और बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है। ताप के बिना, यह तत्व लगभग सभी गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है।, प्रतिक्रियाएँ एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा (एक्ज़ोथिर्मिक) की रिहाई के साथ होती हैं।
इस तत्व का हाइड्रोजन के साथ विशेष संबंध है। कमरे के तापमान पर और प्रकाश के बिना, क्लोरीन इस गैस के प्रति किसी भी तरह से प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन जैसे ही इसे गर्म किया जाता है या प्रकाश से चमकाया जाता है, एक विस्फोटक श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है। सूत्र नीचे है:
से 
